JPH0697860B2 - 超音波モ−タ - Google Patents
超音波モ−タInfo
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- JPH0697860B2 JPH0697860B2 JP61067930A JP6793086A JPH0697860B2 JP H0697860 B2 JPH0697860 B2 JP H0697860B2 JP 61067930 A JP61067930 A JP 61067930A JP 6793086 A JP6793086 A JP 6793086A JP H0697860 B2 JPH0697860 B2 JP H0697860B2
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- stator
- rotor
- ultrasonic motor
- traveling wave
- vibration
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/10—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors
- H02N2/16—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing rotary motion, e.g. rotary motors using travelling waves, i.e. Rayleigh surface waves
- H02N2/163—Motors with ring stator
Landscapes
- General Electrical Machinery Utilizing Piezoelectricity, Electrostriction Or Magnetostriction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、円環状圧電素子および振動板からなるステー
タに屈曲進行波を励起し、この屈曲進行波によるステー
タ表面の楕円軌跡の頂点にロータを接することによって
ロータを回転させる超音波モータに関する。
タに屈曲進行波を励起し、この屈曲進行波によるステー
タ表面の楕円軌跡の頂点にロータを接することによって
ロータを回転させる超音波モータに関する。
［従来の技術］ 最近、従来の電磁型モータに代わる新しいモータとして
超音波モータが脚光を浴びている。この超音波モータは
原理的に新しいというだけでなく、従来の電磁型モータ
に比べて次のような利点を有している。
超音波モータが脚光を浴びている。この超音波モータは
原理的に新しいというだけでなく、従来の電磁型モータ
に比べて次のような利点を有している。
中心軸を必要としない。
薄型、軽量である。
磁気的影響の授受がない。
部品構成が単純で、信頼性が高い。
ギヤなしで低速，高トルクが得られる。
バックラッシュがなく位置決めが容易である。
ステータに対してロータが、回転，チャック，浮遊，
の三態を取り得る。
の三態を取り得る。
かくして、これらの利点を生かすべく、種々の応用技術
の研究進められている。
の研究進められている。
第８図は代表的な従来型の回転型超音波モータを示す図
である。その原理は円環状圧電素子１と一体化した金属
性ドーナツ形振動板２に逆圧電効果によって進行波を励
起し、これによって発生する表面各点の後方楕円運動軌
跡の頂点に接するようにロータ３を押圧配置することに
より、同ロータ３を矢印Ａのように回転させるというも
のである。上記進行波の励起法について以下説明する。
である。その原理は円環状圧電素子１と一体化した金属
性ドーナツ形振動板２に逆圧電効果によって進行波を励
起し、これによって発生する表面各点の後方楕円運動軌
跡の頂点に接するようにロータ３を押圧配置することに
より、同ロータ３を矢印Ａのように回転させるというも
のである。上記進行波の励起法について以下説明する。
第９図は一般的な超音波モータを構成する圧電素子の分
極状態を図を示す図であり、第８図の下方より見た図に
相当する。分極方向が…のように交互に逆向き
になるように、リング状圧電体を分極するか、または分
割した複数の圧電素子を分極方向が互いに逆向きになる
様に配置する。この様な配置において、分極方向が互い
に逆向きになった隣り合わせの１組を１波長λに対応さ
せる。そして、180°異なる位置に各々、3/4λ,1/4λ長
の未分極部1a,1bを配し、これらを結んだ中心線に対し
て対称に分極対をｎλ個分づつ配置する。ただし分離の
向きは、円周方向に分極方向が交互に逆向きになる様に
連続的に配置する。
極状態を図を示す図であり、第８図の下方より見た図に
相当する。分極方向が…のように交互に逆向き
になるように、リング状圧電体を分極するか、または分
割した複数の圧電素子を分極方向が互いに逆向きになる
様に配置する。この様な配置において、分極方向が互い
に逆向きになった隣り合わせの１組を１波長λに対応さ
せる。そして、180°異なる位置に各々、3/4λ,1/4λ長
の未分極部1a,1bを配し、これらを結んだ中心線に対し
て対称に分極対をｎλ個分づつ配置する。ただし分離の
向きは、円周方向に分極方向が交互に逆向きになる様に
連続的に配置する。
この様な分極配置のうち、3/4λ,1/4λ未分極部1a,1bを
間に挟んだ左半分の振動板に接していない面を第10図の
ように一つの電極でおおい、これを一方の片側共通電極
4aとし、右半分の振動板に接触していない面を同じく第
10図のように別の電極でおおい、これを他の片側共通電
極4bとする。そして、振動板２側の電極4cは振動板２と
導通させ、すべての圧電素子のアース側電極として共通
化している。
間に挟んだ左半分の振動板に接していない面を第10図の
ように一つの電極でおおい、これを一方の片側共通電極
4aとし、右半分の振動板に接触していない面を同じく第
10図のように別の電極でおおい、これを他の片側共通電
極4bとする。そして、振動板２側の電極4cは振動板２と
導通させ、すべての圧電素子のアース側電極として共通
化している。
以上の様な構成体への電気信号入力端子は、第10図に示
す様に３端子a,b,cを有する構造となる。この様な分極
配置，電極配置を有した構成体を駆動する場合には、端
子ａ−ｃ間とｂ−ｃ間に互いにπ/2位相差を有し、λ，
円環の内・外径，厚み，圧電セラミックスと振動板の平
均的弾性定数，密度，で決定される固有振動数ωを有す
る電気信号を入力する。今、端子ａ−ｃ間に印加する電
圧を Vosinωｔ とすると、端子ｂ−ｃ間には Vocosωｔ なる電圧が印加されることになる。
す様に３端子a,b,cを有する構造となる。この様な分極
配置，電極配置を有した構成体を駆動する場合には、端
子ａ−ｃ間とｂ−ｃ間に互いにπ/2位相差を有し、λ，
円環の内・外径，厚み，圧電セラミックスと振動板の平
均的弾性定数，密度，で決定される固有振動数ωを有す
る電気信号を入力する。今、端子ａ−ｃ間に印加する電
圧を Vosinωｔ とすると、端子ｂ−ｃ間には Vocosωｔ なる電圧が印加されることになる。
一方、進行波による円環状のある点の変位ｙは一般に ｙ＝Asin（cp−ωｔ） …（１） で表わされる。ここでＡは最大変位量,cは２π／λ，ω
は先記固有周波数,pは円環状のある点の位置を示してい
る。
は先記固有周波数,pは円環状のある点の位置を示してい
る。
（１）式より ｙ＝Asin２π／λｐcosωｔ＋Asin（２π／λｐ−π/
2）sinωｔ …（２） となる。従って、 y1＝Asin２π／λｐcosωｔ なる振動と y2＝Asin２π／λ（ｐ−λ/4）sinωｔ なる振動を、点ｐにおいて重ね合わせれば進行波が得ら
れることになる。時間項sin ωｔとcos ωｔは、点ｐに
おいて位相がπ/2ずれた振動であり、またsin 2πp/λ
とsin 2π／λ（ｐ−λ/4）は位置的にλ/4ずらすこと
を意味している。第９図において、電極配置がλ/4,3λ
/4の未分極部を有しているのは以上の理由によってい
る。
2）sinωｔ …（２） となる。従って、 y1＝Asin２π／λｐcosωｔ なる振動と y2＝Asin２π／λ（ｐ−λ/4）sinωｔ なる振動を、点ｐにおいて重ね合わせれば進行波が得ら
れることになる。時間項sin ωｔとcos ωｔは、点ｐに
おいて位相がπ/2ずれた振動であり、またsin 2πp/λ
とsin 2π／λ（ｐ−λ/4）は位置的にλ/4ずらすこと
を意味している。第９図において、電極配置がλ/4,3λ
/4の未分極部を有しているのは以上の理由によってい
る。
以上の様に電極配置をλ/4ずらすと、および電気的入力
信号をπ/2ずらすことによって進行波が得られる。
信号をπ/2ずらすことによって進行波が得られる。
次にこの様な進行波励起状態においてロータと接する側
の表面の各点が、進行波の進行方向変位成分xPと、表面
に垂直な変位成分yPとにおいて、第11図に示す様な楕円
軌跡を描くことについて説明する。進行波の振動は圧電
セラミックスと金属板の貼り合わせによる屈曲振動によ
って得られる板波であるが、その屈曲が板厚方向に沿っ
て同等の屈曲をするものであると、表面点ｐの変位成分
yPは yP＝Asin（２π／λxP−ωｔ）−ｅ（１−cosθP） …
（３） と表わされる。ただし、ここでθＰは点ｐにおける環状
体の中立軸に垂直な軸とｘ軸とのなす角、ｅは板厚の1/
2である。今、 であり、従って（３）式は yP≒Asin（２π／λxP−ωｔ） …（４） となる。また、変位成分xPは として XP＝esinθP≒ｅθP であるが、（４）式より θP＝dyP/dxP＝Accos（２π／λXP−ωｔ） xP＝Acecos（２π／λtP−ωｔ） …（５） となる。したがって、（４），（５）式より （λxP/2Aeπ）２＋（yP/A)2＝１ …（６） となり、楕円軌跡を描くことがわかる。そして、この楕
円軌跡の頂点は常に同方向に向っているので、楕円軌跡
の頂点に接地されたロータが移動していくことになる。
の表面の各点が、進行波の進行方向変位成分xPと、表面
に垂直な変位成分yPとにおいて、第11図に示す様な楕円
軌跡を描くことについて説明する。進行波の振動は圧電
セラミックスと金属板の貼り合わせによる屈曲振動によ
って得られる板波であるが、その屈曲が板厚方向に沿っ
て同等の屈曲をするものであると、表面点ｐの変位成分
yPは yP＝Asin（２π／λxP−ωｔ）−ｅ（１−cosθP） …
（３） と表わされる。ただし、ここでθＰは点ｐにおける環状
体の中立軸に垂直な軸とｘ軸とのなす角、ｅは板厚の1/
2である。今、 であり、従って（３）式は yP≒Asin（２π／λxP−ωｔ） …（４） となる。また、変位成分xPは として XP＝esinθP≒ｅθP であるが、（４）式より θP＝dyP/dxP＝Accos（２π／λXP−ωｔ） xP＝Acecos（２π／λtP−ωｔ） …（５） となる。したがって、（４），（５）式より （λxP/2Aeπ）２＋（yP/A)2＝１ …（６） となり、楕円軌跡を描くことがわかる。そして、この楕
円軌跡の頂点は常に同方向に向っているので、楕円軌跡
の頂点に接地されたロータが移動していくことになる。
ここで上記の説明からわかる様に圧電素子と金属板を接
合して得られるステータは、超音波モータを利用する機
器の特定の部位に固定する必要がある。例えば、利用機
器としてカメラの鏡筒を考えると、ステータは鏡筒移動
に関与しない部位に固定する必要がある。
合して得られるステータは、超音波モータを利用する機
器の特定の部位に固定する必要がある。例えば、利用機
器としてカメラの鏡筒を考えると、ステータは鏡筒移動
に関与しない部位に固定する必要がある。
第12図は、カメラに超音波モータ10を組み込んだモデル
図である。超音波モータ10は圧電素子11と振動板12とを
接合したステータを有し、鏡筒14と一体となった超音波
モータマウント部15に接着固定され、振動板12の表面に
ロータ13が接する様になっている。なお第12図におい
て、16は撮影レンズ、17は直進移動子である。
図である。超音波モータ10は圧電素子11と振動板12とを
接合したステータを有し、鏡筒14と一体となった超音波
モータマウント部15に接着固定され、振動板12の表面に
ロータ13が接する様になっている。なお第12図におい
て、16は撮影レンズ、17は直進移動子である。
［発明が解決しようとする問題点］ 前記した様に超音波モータ10の振動部は、圧電素子と振
動板を一体化したバイモルフである。つまり、その屈曲
変位を板波進行波として利用するものであって、レーリ
ー波を用いたものではない。従って、進行波は環状板厚
み方向全体にそって移動するのであって、第12図におけ
るマウント部15側の面も同様の振動をしている。すなわ
ち第11図にも示されているように、回転楕円運動のyP成
分はマウント部側の面においても、表面と同様な大きさ
を有している。したがって、この様な状態を有する面が
マウント部15に接すると、超音波モータ10とマウント部
15との音響インピーダンスの差異に応じて、振動エネル
ギーが逃散することになる。例えばアルミニウム製のマ
ウント部15に超音波モータ10を固着した場合、振動エネ
ルギーは大部分が逃散し、効率が著しく低下する上、マ
ウント部15も変形してしまう。かくして超音波モータ10
の効率は、如何なる材質を有するマウント部15に固定す
るかで異なる。理想的には振動エネルギーがマウント部
側へ全く洩れないものが望まれる。
動板を一体化したバイモルフである。つまり、その屈曲
変位を板波進行波として利用するものであって、レーリ
ー波を用いたものではない。従って、進行波は環状板厚
み方向全体にそって移動するのであって、第12図におけ
るマウント部15側の面も同様の振動をしている。すなわ
ち第11図にも示されているように、回転楕円運動のyP成
分はマウント部側の面においても、表面と同様な大きさ
を有している。したがって、この様な状態を有する面が
マウント部15に接すると、超音波モータ10とマウント部
15との音響インピーダンスの差異に応じて、振動エネル
ギーが逃散することになる。例えばアルミニウム製のマ
ウント部15に超音波モータ10を固着した場合、振動エネ
ルギーは大部分が逃散し、効率が著しく低下する上、マ
ウント部15も変形してしまう。かくして超音波モータ10
の効率は、如何なる材質を有するマウント部15に固定す
るかで異なる。理想的には振動エネルギーがマウント部
側へ全く洩れないものが望まれる。
そこで本発明は、マウント部の材質等の如何に拘らず超
音波振動が鏡筒等のマウント部側へ洩れることがなく、
高い効率で超音波モータを駆動できる保持構造を備えた
超音波モータを提供することを目的とする。
音波振動が鏡筒等のマウント部側へ洩れることがなく、
高い効率で超音波モータを駆動できる保持構造を備えた
超音波モータを提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の超音波モータは、上記問題点を解決し目的を達
成するために、次の如く構成されている。
成するために、次の如く構成されている。
円環状の圧電素子および振動板からなるステータに屈曲
進行波を励起し、該屈曲進行波によるステータ表面の楕
円振動軌跡の頂点にロータを接触することによって該ロ
ータを回転させる超音波モータにおいて、 上記ステータの外周面における、上記屈曲進行波の進行
方向の変位成分が零である、少なくとも３つの箇所に設
けられた半球状の凹部と、 上記ステータの外周側に配置され、上記ステータに設け
られた半球状の凹部と対向する箇所に半球状の凹部を有
する保持部材と、 上記ステータ及び保持部材の、互いに対向する半球状の
凹部内に収納される球状部材と、 を具備したことを特徴としている。
進行波を励起し、該屈曲進行波によるステータ表面の楕
円振動軌跡の頂点にロータを接触することによって該ロ
ータを回転させる超音波モータにおいて、 上記ステータの外周面における、上記屈曲進行波の進行
方向の変位成分が零である、少なくとも３つの箇所に設
けられた半球状の凹部と、 上記ステータの外周側に配置され、上記ステータに設け
られた半球状の凹部と対向する箇所に半球状の凹部を有
する保持部材と、 上記ステータ及び保持部材の、互いに対向する半球状の
凹部内に収納される球状部材と、 を具備したことを特徴としている。
［作用］ このような手段を講じたことにより、超音波振動エネル
ギーの洩れを極力抑えることができるものとなる。
ギーの洩れを極力抑えることができるものとなる。
以下本発明の概要を説明する。第１図（ａ）は円環状超
音波モータ20と、その一部を切り出したものを併せて示
した図であり、超音波の進行方向に対して頂点部での変
位が逆方向になる楕円運動軌跡と、その上に載置したロ
ータを描いている。また、同図（ｂ）は、さらにその一
部を切り出した状態を示している。同図（ｂ）に示すよ
うに、この進行波は板波である為、振動体の各点は表裏
両面において同一の楕円軌跡を描いている。ところで厚
み方行の中央部に着目すると、同図（ｂ）に図示するよ
うに、垂直方向の変位yPは表裏両端部と変わらない大き
さを有しているが、水平方向の変位xPが零になってい
る。
音波モータ20と、その一部を切り出したものを併せて示
した図であり、超音波の進行方向に対して頂点部での変
位が逆方向になる楕円運動軌跡と、その上に載置したロ
ータを描いている。また、同図（ｂ）は、さらにその一
部を切り出した状態を示している。同図（ｂ）に示すよ
うに、この進行波は板波である為、振動体の各点は表裏
両面において同一の楕円軌跡を描いている。ところで厚
み方行の中央部に着目すると、同図（ｂ）に図示するよ
うに、垂直方向の変位yPは表裏両端部と変わらない大き
さを有しているが、水平方向の変位xPが零になってい
る。
本発明は、この水平方向の変位xPが零の部分Ｎを、超音
波モータ20におけるステータの保持部としたものであ
る。
波モータ20におけるステータの保持部としたものであ
る。
一方、第２図は第９図に示した圧電素子１の分極配置の
うち、1/2λ分について一部を拡大描写したものであ
る。ここで注目すべき点は、圧電素子１と振動板２によ
るバイモルフが円弧状になっている点である。圧電バイ
モルフの屈曲変位量Δｙは周知の如く次式で表わされ
る。
うち、1/2λ分について一部を拡大描写したものであ
る。ここで注目すべき点は、圧電素子１と振動板２によ
るバイモルフが円弧状になっている点である。圧電バイ
モルフの屈曲変位量Δｙは周知の如く次式で表わされ
る。
Δｙ＝3l2・d31/2t2・Ｖ ここで、ｌはバイモルフの長さ、ｔは厚み、d31は圧電
定数、Ｖは印加電圧である。この式からわかる様にバイ
モルフが円弧状の場合は、その内周と外周とで上式にけ
るｌが異なる。従って、d31,t,Vが不変であれば振幅に
差が出てくることがわかる。このような状況は円環全周
について起こり、かつ載置したロータは外周部のみに接
しているので、従来は効率に著しい悪影響を及ぼしてい
た。しかるに本発明では、前記したように中心部Ｎで保
持することにしたので、内・外周の振幅差が小さくな
り、ロータとステータの接触面積が増し、その結果効率
が向上する。
定数、Ｖは印加電圧である。この式からわかる様にバイ
モルフが円弧状の場合は、その内周と外周とで上式にけ
るｌが異なる。従って、d31,t,Vが不変であれば振幅に
差が出てくることがわかる。このような状況は円環全周
について起こり、かつ載置したロータは外周部のみに接
しているので、従来は効率に著しい悪影響を及ぼしてい
た。しかるに本発明では、前記したように中心部Ｎで保
持することにしたので、内・外周の振幅差が小さくな
り、ロータとステータの接触面積が増し、その結果効率
が向上する。
［実施例］ 第３図〜第５図は本発明の第１実施例を示す図である。
第３図および第４図に示すように、第９図に示した様な
分極配置を有した圧電素子21と、黄銅、ステンレス、チ
タン、アルミニウム等の金属振動板22を接合したステー
タ（Ｓ）は、鏡筒24の内周に、複数個（本例では３個）
の微小ボール（ボールベアリング）25を介して装着され
ている。その装着方法は、ステータ（Ｓ）の金属振動板
22の外周面における第１図（ｂ）に示したＮ部、すなわ
ち垂直方向yPの振幅は有るが、水平方向xPの振幅が零で
ある点を中心として、直径がほぼｗに等しい陥凹部を３
個以上に設ける。そして、この陥凹部内にボール25を入
れ、このボール25が鏡筒24のステータ保持部の陥凹部に
係合するようにする。
第３図および第４図に示すように、第９図に示した様な
分極配置を有した圧電素子21と、黄銅、ステンレス、チ
タン、アルミニウム等の金属振動板22を接合したステー
タ（Ｓ）は、鏡筒24の内周に、複数個（本例では３個）
の微小ボール（ボールベアリング）25を介して装着され
ている。その装着方法は、ステータ（Ｓ）の金属振動板
22の外周面における第１図（ｂ）に示したＮ部、すなわ
ち垂直方向yPの振幅は有るが、水平方向xPの振幅が零で
ある点を中心として、直径がほぼｗに等しい陥凹部を３
個以上に設ける。そして、この陥凹部内にボール25を入
れ、このボール25が鏡筒24のステータ保持部の陥凹部に
係合するようにする。
第５図は、第３図および第４図に示したステータ（Ｓ）
上に、ロータ23（Ｒ）を載置した図である。ロータ23
（Ｒ）は、鏡筒24のステータマウント部に取り付けたネ
ジ26の締め付け力を、押圧子27、ボールベアリング28を
介してその外周テーパ面に与えられることにより、ステ
ータ（Ｓ）側へ押圧されている。なお、ネジ圧を最適に
した状態でネジロック29を施し、固定した構造となって
いる。
上に、ロータ23（Ｒ）を載置した図である。ロータ23
（Ｒ）は、鏡筒24のステータマウント部に取り付けたネ
ジ26の締め付け力を、押圧子27、ボールベアリング28を
介してその外周テーパ面に与えられることにより、ステ
ータ（Ｓ）側へ押圧されている。なお、ネジ圧を最適に
した状態でネジロック29を施し、固定した構造となって
いる。
このような構造とすることにより、ステータ（Ｓ）は周
方向すなわちxP方向の動きを阻止され、ステータ（Ｓ）
としての役割を充分に果すと共に、ロータ（Ｒ）との圧
接により、ロータ（Ｒ）を確実に回転させ得るものとな
る。
方向すなわちxP方向の動きを阻止され、ステータ（Ｓ）
としての役割を充分に果すと共に、ロータ（Ｒ）との圧
接により、ロータ（Ｒ）を確実に回転させ得るものとな
る。
一方、従来はyP方向の変位は外周部の方が内周部に比較
して大きく、その為ロータ（不図示）との接触が全面に
わたって効果的に行なわれないという欠点を有していた
が、本構造の様なステータ（Ｓ）の場合、yP方向の変位
抑制が行なわれるので、内・外周の変位差が小さくな
り、ロータ（Ｒ）とステータ（Ｓ）とが全面にわたって
接触するという効果を生む。かくして振動洩れが防止さ
れると共に、効率が著しく改善される。
して大きく、その為ロータ（不図示）との接触が全面に
わたって効果的に行なわれないという欠点を有していた
が、本構造の様なステータ（Ｓ）の場合、yP方向の変位
抑制が行なわれるので、内・外周の変位差が小さくな
り、ロータ（Ｒ）とステータ（Ｓ）とが全面にわたって
接触するという効果を生む。かくして振動洩れが防止さ
れると共に、効率が著しく改善される。
第６図は本発明の第２実施例である。本実施例が前記第
１実施例と異なる点は、鏡筒24の内周面にyP方向に1/2w
mm以下、xP方向に0.5〜2mmの大きさを有する突起31を
一体的に設けるとともに、ステータ（Ｓ）の振動板22の
外周面に、yP方向にw mm程度、xP方向に0.5〜2mm程度の
凹部32を設け、この凹部32に突起31が嵌合するような構
造にした点である。なおロータ組み込み状況は第５図と
同様になる。効果は第１実施例とほぼ同じである。
１実施例と異なる点は、鏡筒24の内周面にyP方向に1/2w
mm以下、xP方向に0.5〜2mmの大きさを有する突起31を
一体的に設けるとともに、ステータ（Ｓ）の振動板22の
外周面に、yP方向にw mm程度、xP方向に0.5〜2mm程度の
凹部32を設け、この凹部32に突起31が嵌合するような構
造にした点である。なおロータ組み込み状況は第５図と
同様になる。効果は第１実施例とほぼ同じである。
第７図は本発明の第３実施例である。本実施例が前記第
１実施例と異なる点は、鏡筒24に設けた穴にピン41を挿
入し、このピン41の先端を振動板22の挿入穴32へ差込
み、適度の差込み量を得たところで、ロック材43で固定
するようにした点である。
１実施例と異なる点は、鏡筒24に設けた穴にピン41を挿
入し、このピン41の先端を振動板22の挿入穴32へ差込
み、適度の差込み量を得たところで、ロック材43で固定
するようにした点である。
本実施例は次の作用効果を奏する。第２実施例の様にマ
ウント部に一体的に突起31を形成することは、マウント
部の加工が難しいが、本実施例では加工上の困難性はな
い。また、振動板22に対する突起部の突出量は、第１実
施例で説明した内・外周でのyP振幅の差の低減度を決定
する。しかるに、ステータの内・外周振幅差はステータ
によってバラツキがある。したがって、上記突出量はス
テータごとに調整することが望ましいが、本実施例では
その調整を容易に行なえる利点がある。なお、第７図で
は、ピン41の先端をステータ（Ｓ）の内周部まで貫通さ
せ、内・外周の振幅差を極度に減少させるようにした構
造を示している。ロータ組み込み状況は第５図と同様に
なる。
ウント部に一体的に突起31を形成することは、マウント
部の加工が難しいが、本実施例では加工上の困難性はな
い。また、振動板22に対する突起部の突出量は、第１実
施例で説明した内・外周でのyP振幅の差の低減度を決定
する。しかるに、ステータの内・外周振幅差はステータ
によってバラツキがある。したがって、上記突出量はス
テータごとに調整することが望ましいが、本実施例では
その調整を容易に行なえる利点がある。なお、第７図で
は、ピン41の先端をステータ（Ｓ）の内周部まで貫通さ
せ、内・外周の振幅差を極度に減少させるようにした構
造を示している。ロータ組み込み状況は第５図と同様に
なる。
以上の３つの実施例においては、いずれも振動エネルギ
ーの漏れを防止でき、効率を向上させる効果があるのは
勿論、従来のマウント法に比べ、小さなスペースでマウ
ントできる利点もある。
ーの漏れを防止でき、効率を向上させる効果があるのは
勿論、従来のマウント法に比べ、小さなスペースでマウ
ントできる利点もある。
なお本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であること
は勿論である。
発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であること
は勿論である。
［発明の効果］ 本発明によれば、ステータの板波進行波による振動成分
のうち、周方向成分振幅xPが零である部位を、鏡筒等の
ステータマウント部に結合させるようにしたので、板波
進行波振動がマウント部側に洩れない上、内・外周面yP
方向振幅差を小さくでき、ロータとの接触面積が増加
し、その結果効率が良く、スペースをとらない超音波モ
ータを提供できる。
のうち、周方向成分振幅xPが零である部位を、鏡筒等の
ステータマウント部に結合させるようにしたので、板波
進行波振動がマウント部側に洩れない上、内・外周面yP
方向振幅差を小さくでき、ロータとの接触面積が増加
し、その結果効率が良く、スペースをとらない超音波モ
ータを提供できる。
第１図（ａ）（ｂ）および第２図は本発明の概要を説明
するための図、第３図〜第５図は本発明の第１実施例を
示す図で、第３図は鏡筒に対するステータの取付構造を
示す正面図、第４図は第３図の矢視部分の断面図、第５
図は第４図にロータを組み合わせた断面図である。第６
図および第７図はそれぞれ本発明の第2,第３実施例の部
分断面図である。第８図〜第12図は従来技術を示す図
で、第８図は回転型超音波モータの概念図、第９図およ
び第10図は圧電素子の構成を示す図、第11図は回転の原
理を示す図、第12図は超音波モータのマウント例を示す
図である。 20……超音波モータ、21……圧電素子、22……振動板、
23……ロータ、24……鏡筒、25……ボール、26……ネ
ジ、27……押圧子、28……ボールベアリング、29……ネ
ジロック、31……突起、32……凹部、41……ピン、42…
…挿入孔、43……ロック材。
するための図、第３図〜第５図は本発明の第１実施例を
示す図で、第３図は鏡筒に対するステータの取付構造を
示す正面図、第４図は第３図の矢視部分の断面図、第５
図は第４図にロータを組み合わせた断面図である。第６
図および第７図はそれぞれ本発明の第2,第３実施例の部
分断面図である。第８図〜第12図は従来技術を示す図
で、第８図は回転型超音波モータの概念図、第９図およ
び第10図は圧電素子の構成を示す図、第11図は回転の原
理を示す図、第12図は超音波モータのマウント例を示す
図である。 20……超音波モータ、21……圧電素子、22……振動板、
23……ロータ、24……鏡筒、25……ボール、26……ネ
ジ、27……押圧子、28……ボールベアリング、29……ネ
ジロック、31……突起、32……凹部、41……ピン、42…
…挿入孔、43……ロック材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 児玉 隆司 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−213286（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−49672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−262091（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】円環状の圧電素子および振動板からなるス
テータに屈曲進行波を励起し、該屈曲進行波によるステ
ータ表面の楕円振動軌跡の頂点にロータを接触すること
によって該ロータを回転させる超音波モータにおいて、 上記ステータの外周面における、上記屈曲進行波の進行
方向の変位成分が零である、少なくとも３つの箇所に設
けられた半球状の凹部と、 上記ステータの外周側に配置され、上記ステータに設け
られた半球状の凹部と対向する箇所に半球状の凹部を有
する保持部材と、 上記ステータ及び保持部材の、互いに対向する半球状の
凹部内に収納される球状部材と、 を具備することを特徴とする超音波モータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61067930A JPH0697860B2 (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 超音波モ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61067930A JPH0697860B2 (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 超音波モ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62225184A JPS62225184A (ja) | 1987-10-03 |
| JPH0697860B2 true JPH0697860B2 (ja) | 1994-11-30 |
Family
ID=13359124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61067930A Expired - Lifetime JPH0697860B2 (ja) | 1986-03-26 | 1986-03-26 | 超音波モ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0697860B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0182691U (ja) * | 1987-11-25 | 1989-06-01 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59213286A (ja) * | 1983-05-14 | 1984-12-03 | Shinsei Kogyo:Kk | 超音波モータ |
| JPS6149672A (ja) * | 1984-08-17 | 1986-03-11 | Showa Electric Wire & Cable Co Ltd | 超音波モ−タ |
| JPH07108104B2 (ja) * | 1985-05-13 | 1995-11-15 | キヤノン株式会社 | 振動波モータ |
-
1986
- 1986-03-26 JP JP61067930A patent/JPH0697860B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62225184A (ja) | 1987-10-03 |
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